Законы и принципы термодинамики

Примеры возобновляемой энергии:

1.1 Энергия ветра

1.2 Гидроэнергия

1.3 Энергия приливов и отливов

1.4 Энергия солнечного света

1.5 Геотермальная энергия

1.6 Биоэнергия

31. Принципиальная схема и оборудование конденсационной электростанции

Конденсационная электростанция (КЭС), тепловая паротурбинная электростанция, назначение которой -- производство электрической энергии с использованием конденсационных турбин. На КЭС применяется органическое топливо: твердое топливо, преимущественно уголь разных сортов в пылевидном состоянии, газ, мазут и т. п.

Оборудование:

котельная установка;

паротурбинная установка;

топливное хозяйство;

система золо- и шлакоудаления, очистки дымовых газов;

электрическая часть;

техническое водоснабжение (для отвода избыточного тепла);

система химической очистки и подготовки воды.

32. Принципиальная схема и оборудование теплоэлектроцентрали

ТЭЦ - тепловая электростанция, вырабатывающая электрич. энергию и теплоту, отпускаемую потребителям в виде пара и горячей воды. Использование отра-бот. теплоты паровой турбины является отличит, особенностью ТЭЦ и наз. теплофикация. Комбиниров. произ-во энергии двух видов способствует более экономичному использованию топлива по сравнению с его использованием при раздельной выработке электроэнергии на конденсац. электростанциях (ГРЭС) и тепловой энергии в котельных установках.

33. Принципиальная схема и оборудование газотурбинной электростанции

Принципиальная технологическая схема электростанции с газовыми турбинами:

КС - камера сгорания; КП -- компрессор; ГТ - газовая турбина; С - генератор;

Т - трансформатор; М - пусковой двигатель.

Топливо (газ, дизельное горючее) подается в камеру сгорания, туда же компрессором нагнетается сжатый воздух. Горячие продукты сгорания отдают свою энергию газовой турбине, которая вращает компрессор и синхронный генератор. Запуск установки осуществляется при помощи разгонного двигателя и длится 1--2 мин, в связи с чем газотурбинные установки (ГТУ) отличаются высокой маневренностью и пригодны для покрытия пиков нагрузки в энергосистемах. Основная часть теплоты, получаемая в камере сгорания ГТУ, выбрасывается в атмосферу, поэтому общий КПД таких электростанций составляет 25 -30 %.

34 Принципиальная схема и оборудование парогазовых электростанций

Парогазовая установка -- электрогенерирующая станция, служащая для производства электроэнергии. Отличается от паросиловых и газотурбинных установок повышенным КПД.

Парогазовые электростанции - сочетание паровых и газовых турбин. Это объединение позволяет снизить потери тепловой энергии в газовых турбинах или теплоты уходящих газов паровых котлов. Тем самым обеспечивается повышение КПД (до 43%) по сравнению с отдельно взятыми паротурбинными и газотурбинными установками.

Парогазовые электростанции используют два вида рабочего тела - пар и газ - и относятся к классу бинарных установок. Применяется жидкое топливо (мазут) или газ (природный).

35. Экологические проблемы тепловых электростанций на органическом топливе

Одной из актуальных проблем отечественной электроэнергетики является сокращение выбросов оксидов азота. На электростанциях отрасли, особенно на газомазутных котлах, широко распространены различные технологические методы очистки дымовых газов от NOx. На ряде ТЭС осваиваются технологии селективного каталического восстановления.

Проблема сероочистки дымовых газов ТЭС имеет приоритетное значение для нескольких особо сернистых углей (интинского, донецкого, подмосковного, челябинского) и мазутных ТЭС.

Сокращение выбросов золы на объектах электроэнергетики за последние годы достигнуто в основном также за счет уменьшения потребления твердого топлива и за счет очистки газов. Тепловые электростанции отрасли оснащены электрофильтрами (164 котельные установки) и мокрыми золоуловителями с коагуляторами Вентури (более 400 котлов). Ведутся работы по созданию более совершенных электрофильтров с целью повышения эффективности золоулавливания, надежности и ресурса работы, сокращения расхода электроэнергии и трудозатрат на обслуживание и ремонт.

36. Принципиальные схемы и оборудование атомных электростанций

Атомная электростанция (АЭС) -- ядерная установка для производства энергии в заданных режимах и условиях применения, располагающаяся в пределах определённой проектом территории, на которой для осуществления этой цели используются ядерный реактор (реакторы) и комплекс необходимых систем, устройств, оборудования и сооружений с необходимыми работниками.

1 - реактор, 2-испарительный канал, 3-пароперегревательный канал, 4-барабан-сепаратор, 5-циркуляционный насос, 6-деаэратор, 7-турбина, 8-конденсатор, 9-конденсатный насос, 10-регенеративный подогреватель низкого давления, 11-питательный насос, 12-регенеративные подогреватели высокого давления, 13-генератор электрического тока.

37. Экологические проблемы атомных электростанций

Очень важная задача состоит в обеспечении полной радиационной безопасности людей, работающих на атомных электростанциях, и предотвращении случайных выбросов радиоактивных веществ, которые в большом количестве накапливаются в активной зоне реактора. При разработке ядерных реакторов этой проблеме уделяется большое внимание. Однако ядерной энергетике, как и многим другим отраслям промышленности, присущи вредные и опасные факторы воздействия на окружающую среду. Наибольшую потенциальную опасность представляет радиоактивное загрязнение.

Сложные проблемы возникают с захоронением радиоактивных отходов и демонтажем отслуживших свой срок АЭС. Наиболее известными среди продуктов распада являются стронций и цезий. Блоки отработанного ядерного топлива необходимо охлаждать. Дело в том, что при радиоактивном распаде выделяется так много тепла, что блоки могут расплавиться. Кроме того, блоки могут излучать новые радиоактивные элементы. Отходы помещают в специальные контейнеры, которые закапывают в выработанные шахты или расселины в скалах.

38. Основное оборудование русловых гидроэлектростанций, их классификация

Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть использовано для производства электроэнергии в русловых потоках малых рек.

Использование: в гидротехническом строительстве, в частности в создании русловой электростанции для производства электроэнергии в русловых потоках малых рек.

В русловых ГЭС напор воды создаётся плотиной, перегораживающей реку и поднимающей уровень воды в верхнем бьефе. При этом неизбежно некоторое затопление долины реки. В случае сооружения двух плотин на том же участке реки площадь затопления уменьшается. На равнинных реках наибольшая экономически допустимая площадь затопления ограничивает высоту плотины. Русловые ГЭС строят и на равнинных многоводных реках и на горных реках, в узких сжатых долинах.

В состав сооружений русловой ГЭС, кроме плотины, входят здание ГЭС и водосбросные сооружения

У русловой ГЭС здание с размещенными в нём гидроагрегатами служит продолжением плотины и вместе с ней создаёт напорный фронт. При этом с одной стороны к зданию ГЭС примыкает верхний бьеф, а с другой -- нижний бьеф. Подводящие спиральные камеры гидротурбин своими входными сечениями закладываются под уровнем верхнего бьефа, выходные же сечения отсасывающих труб погружены под уровнем нижнего бьефа.

к простейшим русловым ГЭС относятся также ранее строившиеся сельские ГЭС небольшой мощности.

Русловые ГЭС могут изготавливаться в нескольких вариациях.Это могут быть отдельные блоки рассчитанные на небольшие мощности.

Можно сооружать каскад широких станций занимающих всю ширину реки.

39. Особенности сооружения и работы деривационных гидроэлектростанций

Сооружения деривационных ГЭС (а также с плотинно-деривационной схемой концентрации напора) по местоположению и назначению разделяются на следующие основные узлы.

Головной узел объединяет сооружения, предназначенные для создания подпора в реке и направления потока в деривацию очистки воды от сора и наносов, а иногда от льда и шуги: плотину, водосбросные устройства, водоприемник (водозабор), отстойник, промывные и ледосбросные устройства. Следует отметить, что такие сооружения, как отстойник, водосброс, шугосброс, могут размещаться, исходя из местных условий не только на головном узле, но и в различных местах трассы деривации.

Деривационные водоводы и сооружения на их трассе (собственно деривация) осуществляют подвод воды к станционному узлу сооружений. Деривационные водоводы могут быть напорными-туннели, трубопроводы (рис. 15.5) или безнапорными-каналы, туннели, лотки (рис. 15.6). На трассе безнапорной деривации устраивают ливнеспуски, акведуки, дюкеры. боковые водосбросы, пороги для защиты от наносов, защитные устройства от камнепадов, селей и другие сооружения. На трассе деривации обычно в конце ее, могут устраиваться бассейны суточного регулирования.

Станционный узел объединяет комплекс сооружений в конце деривационного тракта:

напорный бассейн, аварийный водосброс, соро- и льдозащитные устройства - при безнапорной дериивации, а при напорной-уравнительный резервуар. Независимо от типа деривации к станционному узлу относятся турбинные водоводы, здание ГЭС (собственно станция), распределительное Устройство, отводящий водовод (канал, туннель).

40. Особенности сооружения и работы гидроаккумулирующих электростанций

Гидроаккумулирующая электростанция (ГАЭС), насосно-аккумулирующая электростанция, гидроэлектрическая станция, принцип действия (аккумулирования) которой заключается в преобразовании электрической энергии, получаемой от др. электростанций, в потенциальную энергию воды; при обратном преобразовании накопленная энергия отдаётся в энергосистему главным образом для покрытия пиков нагрузки. Гидротехнические сооружения ГАЭС (рис.) состоят из двух бассейнов, расположенных на разных уровнях, и соединительного трубопровода. Гидроагрегаты, установленные в здании ГАЭС у нижнего конца трубопровода, могут быть трёхмашинными, состоящими из соединённых на одном валу обратимой электрической машины (двигатель-генератор), гидротурбины и насоса, или двухмашинными -- обратимая электромашина и обратимая гидромашина, которая в зависимости от направления вращения может работать как насос или как турбина.

41. Экологические проблемы ГЭС

ГЭС традиционно считались сравнительно дешевым и чистым источником энергии. Сооружение плотин неизбежно связано с образованием крупных искусственных водоемов.

эти искусственные озера постепенно, но неизбежно мелеют, зацветают, заболачиваются, становятся причиной изменения климата в худшую сторону. У плотин ГЭС гибнет в огромных количествах животный и растительный мир рек. Количество рыбы, уничтожаемой на водозаборах ГЭС, многократно превышает то, что дают все рыбные предприятия страны.

В нижний бьеф вода попадает через турбины и по водоводам. На высотных плотинах (100 - 200 м) водоводы расположены на большой глубине (несколько десятков или более сотни метров), где вода летом и зимой имеет постоянную температуру. В условиях Сибири это приводит к тому, что летом в реке вода очень холодная - 6 -10 градусов при температуре на поверхности водохранилища 20 градусов. При коротком сибирском лете жители не имеют возможности искупаться в такой реке. Зимой река за плотиной не замерзает, так как через водовод попадает вода теплая - 4 градуса. Незамерзающий “язык” достигает 100 - 200 км, открытый водоем повышает влажность воздуха, при лютых сибирских морозах происходит кристаллизация льдинок в воздухе. Человек тяжело переносит сильные морозы с повышенной влажностью.

42. Особенности сооружения и работы приливных электростанций

Приливная электростанция (ПЭС), электростанция, преобразующая энергию морских приливов в электрическую. ПЭС использует перепад уровней «полной» и «малой» воды во время прилива и отлива. Перекрыв плотиной залив или устье впадающей с море (океан) реки (образовав водоём, называют бассейном ПЭС), можно при достаточно высокой амплитуде прилива (> 4 м) создать напор, достаточный для вращения гидротурбин и соединённых с ними гидрогенераторов, размещенных в теле плотины. Для устранения неравномерности выработки электроэнергии бассейн ПЭС можно разделить плотиной на два или три меньших бассейна, в одном из которых поддерживается уровень «малой», а в другом -- «полной» воды; третий бассейн -- резервный; гидроагрегаты устанавливаются в теле разделительной плотины. На ПЭС устанавливают капсульные гидроагрегаты, которые могут использоваться с относительно высоким кпд в генераторном (прямом и обратном) и насосном (прямом и обратном) режимах, а также в качестве водопропускного отверстия.

Использование приливной энергии ограничено главным образом высокой стоимостью сооружения ПЭС.

43. Схемы и основное оборудование для использования солнечной радиации с целью получения тепловой энергии разного потенциала

Солнечная радиация -- электромагнитное и корпускулярное излучение Солнца.

Тепловая гелиоустановка -- набор оборудования для трансформации солнечной энергии в тепловую энергию. Основной задачей поставленной перед гелиоустановками (солнечными коллекторами) является нагрев хозяйственной воды в системе горячего водоснабжения. Существуют также комбинированные установки которые позволяют не только нагревать воду в системах ГВС , но и участвовать в работе систем отопления, систем подогрева плавательных бассейнов и т.д.

Плоский коллектор - Основными конструктивными элементамм плоского солнечного коллектора является пластина-поглатитель с титановым покрытием и расположенный под ней медный трубопровод по которому циркулирует теплоноситель гелиоустановки. При относительно не высокой стоимости гелиоустановок в составе которых применяются плоские солечные коллекторы, их использование, к сожалению, сильно зависит от погодных условий и колличества солнечных дней в году. Для южных регионов эффективность плоских коллекторов значительно выше, чем скажем для средней полосы России, где их целесообразно использовать в ограниченном интервале с апреля по октябрь.

Трубчатый коллектор

44. Схемы и основное оборудование для получения электроэнергии за счет солнечной радиации

Солнечная энергетика -- направление нетрадиционной энергетики, основанное на непосредственном использовании солнечногоизлучения для получения энергии в каком-либо виде. Солнечная энергетика использует неисчерпаемый источник энергии[1] и является экологически чистой, то есть не производящей вредных отходов[2]. Получение электроэнергии с помощью фотоэлементов. Преобразование солнечной энергии в электричество с помощью тепловых машин: паровые машины (поршневые или турбинные), использующие водяной пар, углекислый газ, пропан-бутан, фреоны; двигатель Стирлинга и т. д.

45. Принципиальные схемы и оборудование для использования ветровой энергии

Ветровые установки являются одним из самых перспективных и одновременно экологически чистых способов выработки электроэнергии. Вместе с тем, энергия ветра относится к числу возобновляемых источников энергии. Возобновляемые ресурсы -- природные ресурсы, запасы которых или восстанавливаются быстрее, чем используются, или не зависят от того, используются они или нет.

СХЕМА ВЕТРОГЕНЕРАТОРА

46. Способы транспортировки различных форм энергии, масштабы и перспективы

Некоторые энергоресурсы, например жидкие или газообразные топлива, могут быть транспортированы на танкерах или по трубопроводам. Для передачи электричества необходима сеть линий электропередачи.

47. Трубопроводный транспорт топлив и энергии, масштабы и перспективы

Наряду с аккумулированием теплоты можно аккумулировать и некоторые другие виды энергии: -потенциальную энергию (энергию, получаемую в результате перекачивания воды на более высокую отметку, энергию сжатого воздуха и энергию гейзеров);

-химическую энергию с использованием водорода в жидкой или газообразной форме или аккумуляторных батарей;

-кинетическую энергию (с помощью маховых колес);

-электромагнитную энергию (с помощью конденсаторов или сверхпроводящих магнитов).

Размещено на Allbest.ru